La planète naine Vesta peut aider à comprendre la formation du système solaire

La Planète Naine Vesta Peut Aider à Comprendre La Formation

Deux études menées par des chercheurs de l’Université de Californie à Davis, utilisent la planète naine Vesta comme fenêtre pour mieux comprendre la première ère de la formation de notre système solaire.

Les données de météorites dérivées de Vesta ont servi de base aux deux enquêtes pour comprendre un phénomène connu sous le nom de « problème du manteau manquant », conduisant à la compréhension du système solaire pendant quelques millions d’années après le début de sa formation. Les articles ont été publiés en septembre dans les revues Nature Communications et Nature Astronomy.

Planète naine Vesta
L’analyse de la croûte de la planète naine Vesta peut offrir des explications sur les débuts du système solaire. Image : Dawn Probe /NASA/JPL-Caltech

Selon le site Web Phys, Vesta est le deuxième plus grand corps de la ceinture d’astéroïdes, avec un diamètre de 500 kilomètres. Il est assez grand pour avoir évolué de la même manière que les corps rocheux et terrestres comme la Terre, la Lune et Mars.

Au départ, ces corps étaient des boules de roche en fusion chauffées par des collisions. Le fer et les sidérophiles, ou éléments « amoureux du fer » tels que le rhénium, l’osmium, l’iridium, le platine et le palladium se sont enfoncés vers l’intérieur pour former un noyau métallique, laissant le manteau « pauvre » de ces éléments.

Au fur et à mesure que ces corps se refroidissaient, une fine croûte solide s’est formée sur leurs robes. Plus tard, les météorites ont nourri les croûtes de fer et d’autres éléments. C’est ce que les planétologues appellent le « problème de manteau absent ».

Le problème du manteau manquant peut être compris en analysant la planète naine Vesta

La majeure partie du volume d’une planète comme la Terre est le manteau. Cependant, dans les astéroïdes et les météorites, les roches de type manteau sont rares. « Si nous regardons les météorites, nous avons le matériau de base, nous avons la croûte, mais nous ne voyons pas le manteau », a déclaré Qing-Zhu Yin, professeur de sciences de la Terre et des planètes au UC Davis College of Arts and Sciences.

Dans l’article publié dans Nature Communications, les étudiants diplômés de Yin, Supratim Dey et Audrey Miller, ont travaillé avec Zoltan Vaci de l’Université du Nouveau-Mexique pour décrire trois météorites récemment découvertes qui présentent des roches dans le manteau. Appelées ultramafiques, ces roches ont comme principal composant l’olivine minérale.

L’équipe de l’UC Davis a contribué à une analyse isotopique précise, créant une empreinte digitale qui leur a permis d’identifier les météorites comme provenant de Vesta ou d’un corps très similaire. « C’est la première fois que nous avons pu essayer la cape de Vesta », a déclaré Yin.

Il est important de se rappeler que la mission Dawn de la NASA a observé à distance des roches du plus grand cratère d’impact au pôle sud de Vesta en 2011, mais n’a trouvé aucune roche dans le manteau.

La taille de la planète naine montre qu’elle s’est formée avant les autres

En raison de sa taille, Vesta a formé une croûte solide bien avant des corps plus gros comme la Terre, la Lune et Mars. Ainsi, les éléments sidérophiles qui se sont accumulés dans sa croûte et son manteau constituent un enregistrement du début du système solaire après la formation du noyau. Au fil du temps, les collisions ont brisé des morceaux de Vesta qui tombent parfois sur Terre comme des météorites.

Dans le deuxième article, publié dans Nature Astronomy, Meng-Hua Zhu de l’Université des sciences et technologies de Macao a rejoint l’équipe de Yin pour poursuivre son travail avec Vesta.

« Depuis que Vesta s’est formé très tôt, c’est un bon modèle pour examiner toute l’histoire du système solaire », a déclaré Yin. « Cela nous ramène à deux millions d’années après le début de la formation du système solaire. »

On croyait que Vesta et les plus grandes planètes du système solaire interne auraient pu tirer une grande partie de leur matériel de la ceinture d’astéroïdes. Mais une découverte importante de l’étude était que les planètes intérieures (Mercure, Vénus, Terre et Lune, Mars et planètes naines) tiraient la majeure partie de leur masse de la collision et de la fusion avec d’autres grands corps en fusion dans le système solaire primitif.

Située entre les orbites de Mars et de Jupiter, la ceinture d’astéroïdes elle-même représente le matériel restant de la formation de la planète, mais, selon ces études, elle n’a pas beaucoup contribué aux plus grands mondes.

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